מחקר שפורסם ב תקשורת טבע מספק תובנה חדשה לגבי האופן שבו תאים פגומים מקיימים אינטראקציה בתוך מיקרו-סביבות מעודדות מחלות בעקבות פגיעה בכליות חריפה, או AKI. עם אפשרויות טיפול מוגבלות, AKI מתקדמת לעתים קרובות למחלת כליות כרונית (CKD), אשר משפיעה על יותר מ-1 מתוך 7 מבוגרים בארה"ב – על פי הערכות 37 מיליון אנשים.
הממצאים החדשים עשויים לתרום למאמצים עתידיים למניעת CKD, שעלול להוביל לאי ספיקת כליות.
המחקר הפגיש מדענים מהמעבדה של אנדי מקמהן ב-USC והמעבדה של לונג קאי ב-Caltech, עם תמיכה מפרס USC Broad Innovation שממן את שיתוף הפעולה המחקרי הבין-מוסדי.
במחקר, המחברים הראשונים מיכל פולונסקי מ-Caltech ולואיזה גרהרדט מ-USC, מינפו כלי חדשני, שנקרא seqFISH, שפותח במעבדת Cai. בעזרת הכלי הזה, חוקרים יכולים לאסוף מידע על פעילות גנטית ולחקור אינטראקציות תאיות ברקמת כליה שלמה בעכברים עם AKI. זה איפשר למדענים לנתח את הביטוי המדויק של למעלה מ-1,000 גנים ברקמת הכליה הפגועה, לזהות מיקרו-סביבות הקשורות לפציעה ולחזות אינטראקציות סלולריות הקשורות להתקדמות ל-CKD.
"טכנולוגיית ה-seqFISH של ד"ר קאי מספקת תובנה חסרת תקדים למשחק הגומלין הסלולרי בכליה בעקבות פציעה", אמר מקמהן, שהוא פרובוסט WM Keck ופרופסור באוניברסיטה לביולוגיה של תאי גזע ורפואה רגנרטיבית ב-USC ויצטרף לפקולטה של קלטק באוקטובר. . "דרושה הבנה טובה יותר של פגיעה בכליות כדי לזהות מטרות למניעת התקדמות למחלת כליות כרונית."
קאי, שהוא פרופסור לביולוגיה והנדסה ביולוגית, הוסיף: "אנו שמחים שהטכנולוגיה שלנו אפשרה הבנה מעמיקה יותר של פגיעה ומחלות כליות. מחקר זה מדגים את החשיבות של שיתופי פעולה בין-מוסדיים ובין-תחומיים לקידום הרפואה הביו-רפואית. מֶחקָר."
בשכבה החיצונית ביותר של הכליה, זיהו המדענים מיקרו-סביבה פתולוגית סבירה, שאותה כינו "ME-5". מיקרו-סביבה זו הכילה סוג של תא כליה פגיע במיוחד לפציעה, המכונה תא אבובת פרוקסימלי או PT.
ב-ME-5, PTs פצועים ותאי רקמת חיבור שכנים, הידועים כפיברובלסטים, החליפו אותות שעלולים להניע את התקדמות הפציעה. אותות מפתח היו מעורבים בגנים Clcf1 ו-Crfl1, המקודדים לחלבונים שיכולים לקדם דלקת ופיברוזיס, או צלקות. אותות נוספים שזוהו ב-ME-5 יכולים לתרום לגיוס תאי חיסון, ובכך לתרום עוד יותר להתפתחות דלקת, פיברוזיס ושינויים פתולוגיים אחרים.
המדענים זיהו גם מיקרו-סביבה חשובה נוספת הקשורה לפציעה, שאותה כינו "ME-16", הכוללת אגרגציות של סוגי תאי חיסון שונים הנקראים מבנים לימפואידים שלישוניים, הידועים כתורמים לדלקת כרונית. במקום להיות מוגבל לאזור מסוים של הכליה, ME-16 הופץ בכל האיבר הפגוע.
כדי לחלוק את התגליות שלהם, הצוות בנה מפה מקיפה של שינויים תאיים, מולקולריים ומבניים בעקבות AKI, אשר מחדד את ההבנה שלנו לגבי המעבר ל-CKD. מפה זו זמינה לציבור בכתובת https://woldlab.caltech.edu/ci2-celltiles/Mouse-Kidney-Fibrosis/.
מחברים שותפים נוספים הם קארי קופיץ' מ-USC; ג'ינה יון, קאטסויה לקס קולון, הנרי אמריין, מאט תומסון וברברה וולד מ-Caltech; ו-Shiwei Zheng ו-Guo-Cheng Yuan מבית הספר לרפואה של Icahn בהר סיני.
בנוסף לפרס USC Broad Innovation Award, המחקר נתמך על ידי המכון הלאומי לבריאות (מענק NIDDK UC2DK126024), קרן המחקר הגרמנית (מענק GE 3179/1-1), והאגודה הגרמנית לרפואה פנימית (DGIM) מענק המדען הקליני. .
